Introdução; Conceitos e Definições

Transcrição

1 UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA "LUIZ DE QUEIROZ" DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE BIOSSISTEMAS LEB 306 Meteorologia Agrícola 1 o Semestre de 2018 Introdução; Conceitos e Definições Prof. Fábio Marin Fevereiro de 2018

2 Informações Plantão de dúvidas semanal com monitor Apostila: Xerox do Calq e em pdf: _Apostila2007.pdf Material de Aula STOA USP Meteorologia Agrícola Listas serão disponibilizadas ao longo do curso;

3 Sistema de Avaliação MF = (P1 * 0,30 + P2 * 0,40 + T * 0,20 + PE * 0,10) P1: Primeira Avaliação (individual) P2: Segunda Avaliação (individual) T: Projeto (duplas) PE: Média das provinhas, listas e exercícios extraclasse (individual)

4 Datas Importantes 24/Abril/2018 Primeira avaliação 18 e 19/Junho Entrega/Apresentação do Trabalho 25/Junho Avaliação Final

5 Contatos Prof Fábio Prédio da Irrigação LEB

6 Humans on Earth 200,000 years ago 4 Agricultural Revolution

7 First Agricultural Revolution 10,000 years ago Nomads -> Sedentary

8 Arab Agricultural Revolution ~1,300 years ago Staple crops, Irrigation, Farming systems

9 British Agricultural Revolution 200 years ago mechanization -> homogenous landscape energy requeriments

10 Energy Demand

11 Forth Green Revolution 60 years ago fertilizers agrochemicals genetics, enhanced feedstock Norman Borlaug

12 Projected Global Changes for (FAO) Population increase by 34%; 2. (FAO) Meat consumption is projected to increase almost 73 percent; dairy consumption is predicted to grow 58 percent; 3. (FAO) Arable land area is projected to grow 5%; 4. Climate change will require agriculture to be adapted; 5. Environmental regulations will enhance the control on farming systems.

13 Projected Global Changes for 1980 (just before World War II)

14 Climate Change

15 Climate Change

16 Climate Change

17 Sugar Tomatoes Cars Markets_695.html

18 Weather as a limiting factor Rainfall

19 ESALQ Agronomic Engineerig Current Curriculum Atmosphere 1 course agrometeorology 8 courses on plant sciences Plant Optativas LEB410 Mudanças Climáticas e Agricultura CEN0257 Modelagem de Sistemas Agrícolas LEB0630 Agrometeorologia Aplicada Soil 7 courses on soil sciences

20 Climate: the missing factor in Green Revolution

21 Definição: Meteorologia Agrícola A meteorologia é a ciência que estuda os fenómenos da atmosfera; A origem da palavra meteorologia é meteoro que significa aquilo que está suspenso no ar; A Meteorologia Agrícola, também conhecida como Agrometeorologia, é o ramo da Meteorologia que estuda a influência das condições meteorológicas nas atividades agropecuárias; Agricultura é o conjunto de técnicas utilizadas para cultivar plantas com o objetivo de obter alimentos, fibras, energia, matéria-prima (do inglês 4F s: fiber, food, feedstock, fuel).

22 Aplicação: Meteorologia Agrícola Planejamento: Séries históricas e análise probabilística; Zoneamento Agrícola, Definição da época de semeadura Tomada de Decisão: Monitoramento e previsão do tempo; semeadura, colheita, irrigação, controle fitossanitário, medida contra efeitos adversos.

23 A Atmosfera Terrestre Definição: camada de gases que envolve um planeta e é retida pela sua atração gravitacional. Se comparada com o diâmetro da Terra, a espessura da atmosfera não representa mais que 1,6% de seu raio e, se considerarmos que sob o ponto de vista meteorológico a camada mais importante da atmosfera está restrita a 20 km de altitude, teremos que essa espessura é menos de 0,4% do raio terrestre.

24 Composição Atmosférica Constituinte Fração Molar com base em Volume Massa Molecular Nitrogênio (N) 78% 28,013 Oxigênio (O 2 ) 21% 31,999 Argônio (Ar) 0,9% 39,948 Dióxido de Carbono (CO 2 ) 0,03% 44,010 Neônio (Ne) 0,0018% 20,183 Hélio (He) 0,00052% 4,003

25 Caracteristicas Fisico-Químicas dos Principais Constituintes Nitrogênio gás em maior concentração, porém com pequena interferência na vida terrena. Oxigênio manutenção da vida pelo processo de respiração. Dá origem ao ozônio na alta atmosfera estratopausa 50km O 3 O 2 + O -

26 Caracteristicas Fisico-Químicas dos Principais Constituintes Vapor d água essencial à vida e a formação dos ecossistemas variação entre 0 e 4% entre os ambientes mais secos e mais úmidos do globo; Transporte de energia, regulador térmico e do balanço de radiação da Terra. CO 2 resultado do processo de oxidação: respiração aerobica e combustão.

27 Caracteristicas Fisico-Químicas dos Principais Constituintes CO 2 queima de combustíveis fósseis, derrubada de florestas. Principal gás de efeito estufa; Petróleo é o grande problema!! Processo da Fotossíntese é um meio de mitigação.

28 Variação da temperatura nas diversas camadas da Atmosfera

29 Definições: Tempo X Clima Tempo é o estado da atmosfera num determinado momento e um determinado lugar. É o objeto de estudo da Meteorologia.

30 Definições: Tempo X Clima Clima é a síntese do tempo em um determinado lugar durante um período de aproximadamente 30 anos. O Clima, portanto, apesar de contar com uma certa variabilidade, não muda. É o objeto de estudo dos Climatologistas.

31 Elementos meteorológicos/climáticos são grandezas utilizadas para a caracterização do estado da atmosfera: - radiação solar (Produção Potencial Fotoperíodo: florescimento), - temperatura do ar (taxa de desenvolvimento, fruteiras temperadas, geada), - umidade relativa do ar (conforto térmico, ataque de doenças - orvalho) - chuva (disponibilidade de água para cultivos e animais, necessidade de irrigação (evapotranspiração e balanço hídrico), - velocidade e direção do vento (disseminação de patógenos e pragas), - a pressão atmosférica.

32 Fatores Meteorológicos/Climáticos Fatores são agentes que condicionam os elementos meteorológicos/climáticos. São eles: - Latitude - Altitude - Radiação Solar (? Não é também um elemento?) - Relevo - Massas de ar - Continentalidade - Correntes Marítimas

33 Diferença entre Mudança, variabilidade e anomalia climática

34 Conceitos e Definições: Mudança X Variabilidade Mudança climática diz respeito a alterações globais das condições climáticas médias, com efeito sobre outros componentes do sistema climático, como a hidrosfera, a litosfera e a criosfera. Variabilidade climática é definida como variações naturais em torno da média em todas as escalas temporais e espaciais, além de eventos climáticos individuais.

35 Conceitos e Definições: Mudança X Variabilidade Dependente do período de observação, pode-se confundir Mudança com Variabilidade climática - o que é pode ser tomado como mudança climática na escala de séculos ou décadas, poderia ser considerado apenas como um desvio em relação a média na escala de dezenas de milhares de anos.

36 TEMP ºC TEMPERATURAS MÉDIAS MÁXIMAS ANUAIS EM CAMPINAS, SP. MMOVEL 5 - FONTE: IAC 30,0 29,0 y = 0,0155x + 26,077 R 2 = 0,428 28,0 27,0 26,0 25,0 24,0 ANOS A linha de tendência é uma evidência de mudança climática?

37 Anomalia e Tendência Anomalia climática - flutuação extrema de um elemento em uma série climatológica, com desvios acentuados do padrão observado de variabilidade. - Janeiro de 2014 foi o mais quente da história em Piracicaba.

38 Alteração na Composição

39 Escala dos fenômenos atmosféricos

40 Definindo as três escalas: Macroescala: movimentação de grandes massas de ar Fenômenos com dimensão entre 100km e 1000km num período de horas a semanas. Mesoescala: dependência do relevo Fenômenos com dimensão entre 100m e 100km num período de horas. Microescala: trocas gasosas, dispersão de poluentes; dependente da cobertura da superfície e objeto de estudo da micrometeorologia. Fenômenos com dimensão entre metros a dezenas de metros num período de segundos ou minutos.

41 Disponível em: Fatores meteorológicos/climáticos Macro-escala Trata dos fenômenos em escala regional ou geográgica, que caracteriza o macro-clima de grandes áreas, devido aos fatores geográficos, como a latitude, altitude, correntes oceânicas, oceanalidade/continentalidade, atuação de massas de ar e frentes. Esses fatores são denominados macroclimáticos. O macroclima é o primeiro a ser considerado no zoneamento agroclimático Sentelhas & Angelocci, 2008

42 Escala espacial dos fenômenos atmosféricos Topo-escala Refere-se aos fenômenos condicionados pela topografia. Espigão Meiaencosta Baixada Face voltada para o N Sentelhas & Angelocci, 2008

43 Escala espacial dos fenômenos atmosféricos Micro-escala É função principalmente da cobertura do terreno, podendo variar fortemente em curtas distâncias. Mata virgem Canavial Asfalto Sentelhas & Angelocci, 2008

44 Escala espacial dos fenômenos atmosféricos Portanto, em um mesmo MACROCLIMA podem ocorrer diferentes TOPOCLIMAS e dentro destes por sua vez diversos MICROCLIMAS Fonte: Sentelhas & Angelocci (2007)

45 Escala Temporal (s) Escala do Fenômenos 1,0E+08 Micro escala 1,0E+06 1,0E+04 1,0E+02 grandes cumulus equenos tornados cumulus pequenos cumulus redemoninhos redemoninhos turbulência de pequena escala Correntes de Jato Anti-ciclones Furacões tempestades Ondas de Som 1,0E+00 1,0E-02 1,0E+00 1,0E+02 1,0E+04 1,0E+06 1,0E+08 Escala Espacial (m)